如何在不妨礙RVO的情況下確保移動？

Question

當從函數返回一個對象時，自C ++ 11以來可能發生以下情況之一，假設定義了move-and-copy-constructors（另請參見本文末尾的示例）：

1. 它有資格獲得copy-elision ，編譯器執行RVO。
2. 它有資格獲得copy-elision，編譯器不執行RVO，但是......
3. 它有資格使用移動構造函數並被移動。
4. 以上都沒有使用復制構造函數。

對前3個案例的建議不是使用顯式的std::move ，因為無論如何都要執行移動並且可能阻止可能的RVO，例如參見此SO帖子 。

但是，在4.情況下，顯式的std::move會提高性能。 但是，作為一個既不會閱讀標准也不會閱讀匯編程序的人，需要花費大量時間來區分案例1-3和案例4。

因此，我的問題是：是否有辦法以統一的方式處理所有上述案例，例如：

1. RVO不受阻礙（案例1）
2. 如果未執行RVO，則使用移動構造函數（案例2,3和4）
3. 如果沒有move-constructor，則copy-constructor應該用作回退。

---

以下是一些示例，也可以用作測試用例。

所有示例都使用以下helper-class-definition：

struct A{
    int x;
    A(int x_);
    A(const A& a);
    A(A&& a);
    ~A();
};

1.例子： 1.case，RVO執行， 現場演示 ， 結果匯編 ：

A callee1(){
    A a(0);
    return a;
}

2.示例： 1.case，RVO執行， 實時演示 ， 生成匯編程序 ：

A callee2(bool which){
    return which? A(0) : A(1);
}

3.示例： 2.case，符合copy-elision，RVO未執行， 實時演示 ， 生成的匯編程序 ：

A callee3(bool which){
    A a(0);
    A b(1);
    if(which)
      return a;
    else
      return b; 
}

4.示例： 3.case，不符合copy-elision（ x是函數參數），但是對於移動， 實時演示 ， 生成的匯編程序 ：

A callee4(A x){
    return x; 
}

5.例子： 4.case，沒有copy-elision或者隱式移動（參見這篇SO帖子 ）， live-demonstration ， 結果匯編 ：

A callee5(bool which){
    A a(0);
    A b(1);
    return which ? a : b;
}

6.示例： 4.case，沒有copy-elision或隱式移動， live-demonstration ， 得到的匯編程序 ：

A callee6(){
    std::pair<A,int> x{0,1};
    return x.first;
}

Answer 1

什么時候不能進行RVO？

如果滿足以下任何條件，編譯器（通常）無法執行RVO：

1. 返回哪個局部變量取決於條件（局部變量在條件之前定義，而不是在其中）
2. 你正在返回一個類，聯合或結構的成員
3. 你取消引用一個指針來獲取返回值（這包括數組索引）

在情況1中，您應該使用std::move或使用if語句而不是使用三元運算符來編寫代碼。 在案例2中，您必須使用std::move 。 在案例3中，您還應該明確使用std::move 。

確保搬遷建設的政策（如果可能）

處理案例1.我們可以通過依賴if語句來返回局部變量而不是三元運算符來確保移動的值：

A whichOne(bool which) {
    A a(0); 
    A b(1); 
    if(which) {
        return a;
    } else { 
        return b; 
    }
}

如果您真的更喜歡使用三元運算符，請在兩個條件std::move明確使用std::move ：

A whichOne(bool which) {
    A a(0); 
    A b(1); 
    return which ? std::move(a) : std::move(b); 
}

如果我只想移動a而不是b怎么辦？ 我們可以通過在條件中顯式構造它來處理這種情況。 在這種情況下，保證構造的值經歷RVO，因為三元的兩側產生prvalue 。

A whichOne(bool which) {
    A a(0);
    A b(1); 
    return which 
      ? A(std::move(a)) // prvalue move-constructed from a
      : A(b);           // prvalue copy-constructed from b
}

處理案例2和3.這非常簡單：在返回對象的成員時，或者在返回來自數組或指針的引用時使用std::move 。